隨著社會(huì)和科技的進(jìn)步,聚乙烯管道逐步取代了傳統(tǒng)金屬管道,在給水和燃?xì)廨斔偷阮I(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣。聚乙烯管道在使用過(guò)程中,最易破壞和泄漏的部位就是管道的接口部位,聚乙烯管道的熱熔焊接頭性能優(yōu)劣對(duì)管道系統(tǒng)的安全尤為重要。在聚乙烯管道熱熔焊接過(guò)程中,焊接參數(shù)選擇和設(shè)置是決定焊接接頭性能的重要影響因素,是影響壓力管道安全應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)。

針對(duì)高密度聚乙烯管道熱熔對(duì)接焊,利用MARC軟件建立高密度聚乙烯管道焊接接頭一維非穩(wěn)態(tài)整體傳熱模型,對(duì)HDPE管快速冷卻焊接溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行模擬研究,模擬焊縫在不同冷卻速度下溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)分布。為驗(yàn)證模擬結(jié)果,采用規(guī)格為直徑110 mm,SDR=17,壁厚6.47 mm的PE100給水管道作為試驗(yàn)材料,在不同工藝條件下進(jìn)行焊接。選取最優(yōu)焊接溫度210℃條件下,采用0.2 MPa焊接壓力對(duì)HDPE管進(jìn)行焊接,加壓過(guò)程完成后將焊接接頭快速放入冷熱循環(huán)箱。分別設(shè)置冷熱循環(huán)箱溫度為-15℃、-10℃、0℃、10℃、15℃,使焊接接頭冷卻至室溫25℃,獲得不同冷卻條件下的焊接接頭。焊接和冷卻過(guò)程中全程利用熱電偶和溫度巡檢儀對(duì)焊接接頭溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集。通過(guò)實(shí)際測(cè)得焊接溫度場(chǎng)變化與模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本吻合,趨勢(shì)一致。為解決高密度聚乙烯管焊縫質(zhì)量評(píng)定過(guò)中周期長(zhǎng)、成本高、等問(wèn)題。